發(fā)布時間：2020-11-18 05:57

　　 隨著科技的進步,抵御地震的技術(shù)愈發(fā)成熟,隔震體系經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,已具有完備的理論分析和技術(shù)體系,在實際震害下,隔震技術(shù)有效保障了人類的生命和財產(chǎn)安全。近年來,人們對隔震體系的研究更加深入,由于隔震層的存在會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體剛度的變化,在地震作用下,P-Δ效應(yīng)對結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)不可以忽略不計,故針對這個問題,詳細(xì)闡述整體結(jié)構(gòu)在P-Δ效應(yīng)下的彈塑性的動力響應(yīng),并采用新隔震規(guī)范的取值標(biāo)準(zhǔn),得出整體結(jié)構(gòu)的易損性曲線。本文以一棟6層的框架結(jié)構(gòu)實際工程為研究對象,首先運用Mander模型定義結(jié)構(gòu)材料的本構(gòu)關(guān)系,然后通過有限元軟件分析抗震體系、基礎(chǔ)隔震體系和層間隔震體系下結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng),對比周期值、層間剪力、層間位移角等指標(biāo),證明隔震優(yōu)越性和選型的合理性;其次對所選的結(jié)構(gòu)進行彈性分析,主要解決:懸臂柱尺寸對整體結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)、P-Δ效應(yīng)對層間隔震體系的影響、下部結(jié)構(gòu)有無拉梁對整體結(jié)構(gòu)的影響等問題,綜合所有因素選取合適的構(gòu)件尺寸;而后在考慮P-Δ效應(yīng)基礎(chǔ)上,通過定義本構(gòu)關(guān)系和插入纖維鉸等對結(jié)構(gòu)進行彈塑性處理,進一步研究層間柱頂隔震體系下部結(jié)構(gòu)有無拉梁的彈塑性分析并繪制相應(yīng)的IDA曲線;再次,利用分析的數(shù)據(jù),選用《建筑隔震設(shè)計規(guī)范》給出的量化指標(biāo)值,對層間柱頂隔震體系各子結(jié)構(gòu)的地震易損性分析,得出不同階段各子結(jié)構(gòu)的超越概率,從而得出整體結(jié)構(gòu)的超越概率;最后利用振動臺試驗和有限元模擬的對比證明結(jié)構(gòu)選型的正確性。本文研究的內(nèi)容主要分為如下幾個板塊:(1)針對所選用的框架結(jié)構(gòu)做理論性說明,同時介紹所采用的性能狀態(tài)的量化指標(biāo),然后對結(jié)構(gòu)所用材料本構(gòu)關(guān)系的定義,和計算彈塑性分析時塑性鉸長度;(2)對結(jié)構(gòu)合理選型的分析和證明,對相同的建筑物分別按抗震設(shè)計、基礎(chǔ)隔震設(shè)計和層間隔震設(shè)計,分析三種結(jié)構(gòu)在動力響應(yīng)上的不同,突出隔震體系的優(yōu)越性,證明選取層間隔震體系的合理性,并且比較抗震體系與隔震體系下部結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng);(3)在所選的結(jié)構(gòu)體系下,詳細(xì)分析:懸臂柱尺寸對整體結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)、P-Δ效應(yīng)對層間隔震體系的具體影響、下部結(jié)構(gòu)有無拉梁結(jié)構(gòu)對結(jié)構(gòu)整體動力響應(yīng)的影響;(4)對選定的結(jié)構(gòu)進行增量動力分析,模擬結(jié)構(gòu)從彈性到彈塑性直至結(jié)構(gòu)倒塌的整個過程,了解層間隔震體系在不同地震等級下的動力響應(yīng)情況,對未來可能遭受的地震等級,預(yù)測結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng);(5)在IDA分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,對結(jié)構(gòu)進行地震易損性分析,采用新隔震規(guī)范給定的量化指標(biāo),分析層間隔震體系的上部結(jié)構(gòu)、隔震層和下部結(jié)構(gòu)在不同性能階段的超越概率,從而確定整體結(jié)構(gòu)的超越概率;(6)采用振動臺試驗和有限元模擬,對實際結(jié)構(gòu)模擬地震動作用下的動力響應(yīng),分析試驗采集數(shù)據(jù)和有限元分析數(shù)據(jù),對三種結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)進行對比,從而說明隔震體系能有效減少地震對結(jié)構(gòu)的影響,同時印證本文選取層間隔震的合理性。
【學(xué)位單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU352.12
【部分圖文】：

一定的突發(fā)性和不可預(yù)測性；二是地震短時間釋放巨大能量，并可能導(dǎo)致火災(zāi)、瘟疫泥石流等連鎖性次生災(zāi)害[1]。據(jù)記載，20 世紀(jì)全球 7 級以上的地震，約 1/3 發(fā)生在我國19-20 世紀(jì)期間的全球前 10 次最強地震，中國發(fā)生 3 次，總遇難人口 90.77 萬，我國難人數(shù) 57.1 萬，占遇難總?cè)丝?62.91%；19-20 世紀(jì)期間遇難人口在 1 萬以上的地震21 次，總遇難人口 104.7 萬，我國遇難人口 53.5 萬，占總遇難人口 51.1% 。我國地域遼闊，地形亦是多種多樣，環(huán)太平洋地震帶和歐亞地震帶橫穿我國多數(shù)區(qū)，導(dǎo)致地震頻發(fā)，地震烈度 6 級及 6 級以上的地區(qū)約占全國面積的 60%。在我國，19-世紀(jì)期間前十次最強地震如表 1-1 所示，而從 2000 年開始截至到今天，我國共發(fā)生次 7 級以上的地震：2008 年 5 月 21 日，四川汶川市發(fā)生的里氏 8.0 級大地震，地震放能量相當(dāng)于 5600 顆廣島原子彈爆炸產(chǎn)生的能量，遇難人口 69227 人，17000 人失蹤直接經(jīng)濟損失高達(dá) 8400 余億[2]；2010 年 4 月 14 日，青海省玉樹藏族自治州發(fā)生里氏 7級地震，遇難人口 2698 人，直接損失 107428 萬元；2013 年 4 月 20 日，四川省雅安蘆山縣發(fā)生 7.0 級地震，遇難人口 196 人，受災(zāi)人口 38.3 萬人，經(jīng)濟損失 19.81 億元例例數(shù)據(jù)觸目驚心。

一定的突發(fā)性和不可預(yù)測性；二是地震短時間釋放巨大能量，并可能導(dǎo)致火災(zāi)、瘟疫泥石流等連鎖性次生災(zāi)害[1]。據(jù)記載，20 世紀(jì)全球 7 級以上的地震，約 1/3 發(fā)生在我國19-20 世紀(jì)期間的全球前 10 次最強地震，中國發(fā)生 3 次，總遇難人口 90.77 萬，我國難人數(shù) 57.1 萬，占遇難總?cè)丝?62.91%；19-20 世紀(jì)期間遇難人口在 1 萬以上的地震21 次，總遇難人口 104.7 萬，我國遇難人口 53.5 萬，占總遇難人口 51.1% 。我國地域遼闊，地形亦是多種多樣，環(huán)太平洋地震帶和歐亞地震帶橫穿我國多數(shù)區(qū)，導(dǎo)致地震頻發(fā)，地震烈度 6 級及 6 級以上的地區(qū)約占全國面積的 60%。在我國，19-世紀(jì)期間前十次最強地震如表 1-1 所示，而從 2000 年開始截至到今天，我國共發(fā)生次 7 級以上的地震：2008 年 5 月 21 日，四川汶川市發(fā)生的里氏 8.0 級大地震，地震放能量相當(dāng)于 5600 顆廣島原子彈爆炸產(chǎn)生的能量，遇難人口 69227 人，17000 人失蹤直接經(jīng)濟損失高達(dá) 8400 余億[2]；2010 年 4 月 14 日，青海省玉樹藏族自治州發(fā)生里氏 7級地震，遇難人口 2698 人，直接損失 107428 萬元；2013 年 4 月 20 日，四川省雅安蘆山縣發(fā)生 7.0 級地震，遇難人口 196 人，受災(zāi)人口 38.3 萬人，經(jīng)濟損失 19.81 億元例例數(shù)據(jù)觸目驚心。

層加速度是 0.82g，頂層加速度達(dá)到 2.31g，可知加速度放大系數(shù)是 2.8。因此，可以出橡膠支座隔震體系更具有優(yōu)越性。根據(jù)隔震支座的所在位置的不同，隔震分為基礎(chǔ)隔震和層間隔震體系，其主要原理是以隔震層作為隔離裝置來抵抗和耗散地震。（1）基礎(chǔ)隔震體系基礎(chǔ)隔震體系作為最早出現(xiàn)的隔震體系，取得有效的隔震效果，從而使人們接受隔技術(shù)。基礎(chǔ)隔震的原理是用隔震支座將基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)分開，從而阻止地震能量向上遞。從以往的抗震體系發(fā)現(xiàn)，抗震體系抵抗地震主要通過以剛治剛，但是對力學(xué)性能分析可以得知：建筑結(jié)構(gòu)固結(jié)于地面后，自身就像一個放大器，當(dāng)?shù)卣饎幼饔脮r，結(jié)所承受的地震加速度會隨著樓層的增高而增大，結(jié)構(gòu)頂層的加速度往往放大數(shù)倍之�；�礎(chǔ)隔震體系的機理明晰，力學(xué)模型簡單，減震效果明顯，適用多種建筑類型，1993由周福霖院士[12]設(shè)計的汕頭凌海路的一棟 8 層框架隔震體系[13]拉開了中國隔震技術(shù)序幕，在之后隔震體系憑借著獨有的優(yōu)越性，涉及的建筑類型和建筑數(shù)量突飛猛進，止 2017 年，中國已建成的隔震建筑 3000 多棟。
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 溫留漢·黑沙;張永山;汪大洋;;工程結(jié)構(gòu)地震易損性與經(jīng)濟損失評估研究現(xiàn)狀[J];建筑科學(xué)與工程學(xué)報;2015年06期

2 熊焱;吳迪;崔杰;;抗震規(guī)范中隔震裝置的地震風(fēng)險分析[J];振動與沖擊;2015年13期

3 吳繼偉;梁興文;朱漢波;;FEMAP58新一代建筑抗震性能評估方法[J];地震工程與工程振動;2015年03期

4 劉彥輝;譚平;周福霖;閆維明;;主被動調(diào)諧控制結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析與試驗[J];振動.測試與診斷;2015年03期

5 劉彥輝;譚平;周福霖;滕軍;閆維明;;廣州電視塔直線電機驅(qū)動的主動質(zhì)量阻尼器動力特性研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報;2015年04期

6 張尚榮;譚平;杜永峰;周福霖;包超;;基于性能的層間隔震結(jié)構(gòu)地震易損性分析[J];地震工程與工程振動;2014年05期

7 張尚榮;譚平;杜永峰;周福霖;趙麗潔;;基于響應(yīng)面法的層間隔震結(jié)構(gòu)地震易損性分析[J];振動與沖擊;2014年15期

8 朱宏平;周方圓;袁涌;;建筑隔震結(jié)構(gòu)研究進展與分析[J];工程力學(xué);2014年03期

9 周福霖;;抗震宜“以柔克剛”[J];建筑;2013年12期

10 周福霖;譚平;劉德穩(wěn);;核電站安全的地震威脅及對策分析[J];中國工程科學(xué);2013年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 黃襄云;層間隔震減震結(jié)構(gòu)的理論分析和振動臺試驗研究[D];西安建筑科技大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 趙亮;橡膠隔震支座在實際工程中的應(yīng)用[D];東南大學(xué);2017年

2 昌繼勝;基于IDA的不同框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能分析[D];重慶大學(xué);2013年

3 李文博;基于IDA方法的RC框架結(jié)構(gòu)地震易損性分析研究[D];西安建筑科技大學(xué);2012年

4 全漢聰;鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng)規(guī)律及排架柱的等效長度研究[D];重慶大學(xué);2012年

5 李謙;增量動力分析方法的研究及其應(yīng)用[D];西安建筑科技大學(xué);2011年

6 楊瑩;三水準(zhǔn)三階段建筑抗震設(shè)計必要性及方法探討[D];重慶大學(xué);2009年

7 王建寧;基于性能研究的模態(tài)pushover方法和動力時程分析方法的比較[D];重慶大學(xué);2009年

8 林一楊;Pushover分析法在框架結(jié)構(gòu)中的適用性研究[D];華中科技大學(xué);2009年

9 蔡敏;特殊場地條件下的地震響應(yīng)研究[D];西南交通大學(xué);2009年

10 玉軍;鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)抗震彈塑性分析方法的研究及其應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2007年

本文編號：2888391